計量論壇

日前，國內首臺80m大長度標準裝置在中國計量科學研究院（以下簡稱中國計量院）建立，并通過專家驗收。該裝置測量范圍達到80m，為測距儀、激光干涉儀等大長度儀器提供有效檢測范圍的標準，并保證其大長度量值的準確可靠，填補了測量范圍大于50m的高精度測量儀器的國內檢測空白，達到國際領先水平。

大長度或大尺寸計量是近15年來隨著大型制造業(yè)發(fā)展的需求逐漸發(fā)展，并在國際計量界形成共識的計量研究領域。根據(jù)應用環(huán)境不同，可分為室內和室外大長度計量。目前，我國約有10萬臺手持式激光測距儀、4萬臺高精度全站儀和光電測距儀，被廣泛用于控制測量、精密工程測量、地震形變測量、水電水壩安全監(jiān)測、核電站、高鐵建設中；近600臺激光跟蹤儀及數(shù)量不斷增加的組合式經緯儀坐標系統(tǒng)、雷達掃描測量系統(tǒng)等儀器，廣泛應用于國防工業(yè)、航空航天、船舶和裝備制造領域，且這類儀器的數(shù)量在不斷增長。但受測量范圍的限制，目前國內能夠滿足這些儀器檢測需求的大長度檢測裝置還幾乎處于空白狀態(tài)。

為解決上述問題，中國計量院于2008年開展了此方面的研究。據(jù)項目負責人、中國計量院大長度室主任李建雙高級工程師介紹，該裝置主要由80m精密導軌系統(tǒng)、大長度激光測量系統(tǒng)、環(huán)境溫度測量系統(tǒng)和自動控制測量系統(tǒng)4部分組成，裝置不確定度可達到0.1μm+2×10-7L（k=2），相當于每米的誤差優(yōu)于0.0002毫米。

導軌長度和直線度等性能指標，是評價大長度標準裝置可靠性的重要指標。據(jù)了解，目前國際上包括中國在內，已有德國、美國、芬蘭等7個國家建立了大長度標準裝置。中國計量院的這套裝置，在導軌長度方面僅次于日本的100m導軌，在性能指標方面則處于國際領先地位。

該裝置的建立，突破了此前我國室內大長度測量范圍只有26m、34m和50m的制約，提升完善了我國大長度傳遞溯源體系，為我國測繪、水電、勘探、工程測量、地震、國防工業(yè)、航空航天、船舶和裝備制造等行業(yè)廣泛應用的大長度儀器提供了重要技術基礎支撐和量值溯源檢測共享平臺，保障了其量值準確可靠，具有很高的經濟和社會效益。

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2012-5-12 21:29 上傳

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2012-5-13 23:00 上傳

                   計量產品及現(xiàn)代工業(yè)的新型原材料------ 花崗石

多少年來，高精度的計量儀器及現(xiàn)代工業(yè)機械加工的主要原材料一直是鋼鐵。但由于鋼鐵其金相組織的不均勻性和殘余應力的存在，是影響計量、工業(yè)產品精度的重要因素；由于溫度變化等因素的影響，以鋼鐵為原材料的產品，因其金相組織不均勻和殘余應力的存在，就會產生變形、松弛和再分布，進而破壞了產品的精度。解決上述問題的辦法是改變以金屬為原材料產品的結構或進行人工和自然失效，

但由于失效技術性要求高、時間長、難以徹底

，從而給高精度工業(yè)加工帶來了極大的困難。

根據(jù)我國有關部門去國外考察代表團帶回的信息和國際上有關技術資料顯示：世界上許多工業(yè)發(fā)達國家如美國、英國、日本、德國、意大利等，都廣泛地采用花崗石做精密機械和計量儀器零部件的原材料，這是精密機械和計量儀器發(fā)展的一個新動向。美國是在這方面發(fā)展最早的一個國家。早在上個世紀四十年代就把這個問題提高到當前是“宇宙時代與石器時代相結合的時代”的這樣一個高度來認識，并且將花崗石這一新型原材料在計量、科研、航空航天、機械、電子、軍事等廣泛的領域進行了卓有成效應用。

特別是進入二十世紀九十年代，由于石材王國意大利花崗石資源的枯竭，印度、南非花崗石資源、人力資源的昂貴，世界各國逐漸將花崗石在工業(yè)方面應用的市場轉移到了中國。國外與此產品相關的公司也紛紛登陸花崗石資源得天獨厚的山東。另外國內計量、機械、航空航天、電子、印刷等諸多企業(yè)也緊跟國際潮流，大量采用花崗石做其精密機械和計量儀器的零部件。象三坐標測量機印刷線路板打孔機的工作臺、機床床身、導軌、橫梁、立柱等；電火花加工機床的工作臺，衛(wèi)星發(fā)射中心的拼接調整大型氣浮工作臺，并在穩(wěn)定性及準確度等諸多方面處于世界領先地位。

為什么花崗石這一新型原材料制造計量儀器及工業(yè)產品比鋼鐵等金屬材料更加優(yōu)越呢？現(xiàn)代工業(yè)對機械產品及其構件的加工、裝配精度要求越來越高，而常用的鋼鐵和其它金屬材料在硬度、耐磨性、熱變形、穩(wěn)定性及抗腐蝕等方面，則遠遠滿足不了高精度工業(yè)制造的技術要求，而優(yōu)質花崗石則可以滿足上述要求。

由于花崗石是在地殼深處高壓結晶而成。經過億萬年的自然失效，結構緊密、穩(wěn)定，內應力較小，因而由組織應力引起的變形也小。我國花崗石工業(yè)用材主要選用屬黑色紫蘇輝長巖花崗石，它在常溫下線膨脹系數(shù)僅為4.61

×10-6/℃，是一般金屬的1/2～1/3，其熱傳導率也僅為一般金屬的1/40，所以受溫度影響變形很小。這就在原材料方面從根本上改變了我們常說的“金屬制造的產品象燒餅（意即變形大、不穩(wěn)定），從而為高精度的儀器、機加工產品的零部件提供了理想的原材料,既是花崗石對金屬的部分替代與完美結合。

花崗石制造的高精度計量儀器與工業(yè)產品還具有較長的使用壽命。目前世界上廣泛采用的中國“濟南青”花崗石，經地質科研部門測定：其彈性模量為1.19×106kg/cm2；抗壓強度達2290～3750kg/cm2；肖氏硬度為79.8；而吸水率只有0.13％，根據(jù)試驗結果，用１kg鐵塊在花崗石平板上滑動一百萬次，其磨損量只有

0.0006～0.004mm，耐磨性比鑄鐵高7倍以上，另外采用新型原材料花崗石制造的工業(yè)產品成本低，使用維護方便，不生繡，耐酸、堿腐蝕，比重僅為一般金屬的1/3，為吊運、安裝帶來方便，花崗石工業(yè)產品還具有不導電，不會磁化等特點，所以還可以滿足機械、航空航天

、核工程等高科技領域的特殊需要。

近十幾年來，我國計量儀器、機械產品采用花崗石為原材料的生產異軍突起，發(fā)展迅猛。使以花崗石為新型原材料的計量及工業(yè)產品無論在結構、性能、科技含量、加工工藝等方面都做了重大改進，逐步完善了各種技術資料，形成了獨特、成熟、完整的最佳加工工藝，實現(xiàn)了花崗石工業(yè)產品與金屬、電子的完美結合。現(xiàn)中國已經成為花崗石計量、機械產品在國際貿易市場的主要出口國。

種種跡象清楚的表明，“以石帶鐵”，利用獨具特色的花崗石代替?zhèn)鹘y(tǒng)的金屬材料技術的這個發(fā)展趨勢，將有增無減，發(fā)展前景非常廣闊。

XX計量院50米大長度標準裝置